Novo material pode resfriar o telhado de sua casa com consumo de energia zero

Por Keli Fabiana Seidel
Grupo de pesquisa em Bio-Optoeletrônica Orgânica– UTFPR

Filosofando um pouco sobre história e ciência em relação ao desenvolvimento da humanidade, temos vários fatos importantes que podem ser mencionados. Por exemplo, temos Faraday e sua descoberta sobre a indução eletromagnética (1831), que possibilitou ao longo dos anos que mais pessoas tivessem acesso à energia elétrica em suas casas através da geração de energia em usinas; Hertz, descobrindo que era possível criar ondas eletromagnéticas em laboratório (1888) dando a Marconi, nos anos seguintes, a possibilidade de (se “apossar” da ideia de Hertz, e) construir o rádio com seu alto poder de dispersão de informações; e ainda, muitas outras descobertas poderiam ser citadas.

Porém, nos dias atuais, invenções como usinas hidrelétricas ou rádio são fatos tão comuns do nosso cotidiano que nem paramos para perceber a revolução gerada por essas invenções naquela época. Por outro lado, nos chama muito mais a atenção ao pensarmos em toda a miniaturização que a (nano)tecnologia atual nos apresenta a cada dia. Muitos destes avanços tecnológicos como, diminuição do tamanho de uma TV de tubo para uma TV de tela plana ou Smatphones com alto desempenho que cabem na palma da mão, se devem aos avanços trazidos através das descobertas na área de Física do Estado Sólido, como é o caso da descoberta a ser mencionada na sequência.

No início de 2017, mais uma invenção que chamou a atenção do mundo foi publicada na Revista Science, por uma equipe de cientistas da Universidade do Colorado – USA, a qual desenvolveu um metamaterial, com propriedades nunca encontradas na natureza e nunca produzidas artificialmente antes, cujo processo foi chamado de  resfriamento radiativo passivo.  Esse processo possui a capacidade de extrair o calor das superfícies e irradiá-lo para o espaço à sua volta como radiação infravermelha (em inglês, infrared – IR). Como poucas moléculas de ar absorvem IR nessa frequência, a radiação flui para o espaço vazio sem aquecer o ar ou os materiais circundantes, fazendo com que os objetos abaixo arrefeçam (diminuam a temperatura) em até 10°C. O detalhe mais importante de todo esse processo é o fato de que ele ocorre sem consumir absolutamente nada de energia elétrica. Em outras palavras, este metamaterial tem a capacidade de arrefecer objetos mesmo sob luz solar direta com custo zero de energia e consumo de água atuando, assim, como se fosse um determinado sistema de ar condicionado para estruturas. Dentre as possíveis aplicações desta película, os pesquisadores citam uma onde o calor gerado na superfície do telhado ou paredes de sua casa durante um dia ensolarado seria absorvido/removido dessas superfícies e irradiado de volta para fora da casa fazendo com que sua casa não fique aquecida internamente devido à condução de calor. E é claro, isso tudo sem aumentar o custo na conta de energia elétrica.

Do ponto de vista tecnológico, o que os cientistas fizeram foi incorporar microsferas dielétricas polares ressonantes aleatoriamente em uma matriz polimérica (um determinado plástico), resultando em um metamaterial que é transparente a luz solar visível. Para melhorar a eficiência dessa película e alcançar a máxima capacidade de reflexão, eles adicionaram também um revestimento de prata fino debaixo do filme formando uma espécie de espelho de reflexão. Em seus testes, esse metamaterial, quando apoiado no revestimento de prata, mostra uma potência de resfriamento radiativa ao meio-dia de 93 W/m2 sob luz solar direta (veja trabalho na íntegra).

Talvez, muitas pessoas ainda possam pensar que, se é para colocarmos uma película sobre nossas casas, muito mais prático seria colocar um painel solar que produz energia elétrica que pode ser usada para o resfriamento de nossas casas! Porém, como mencionado pelos pesquisadores “A principal vantagem desta tecnologia é que ela funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem uso de eletricidade ou água”, ao contrário da célula solar que precisa da incidência solar diurna para seu funcionamento. Segundo os cientistas, dentre as grandes vantagens já observadas nesse metamaterial, uma seria também fornecer um meio eco-friendly (ecologicamente correto) de refrigeração suplementar para usinas termelétricas, que atualmente requerem grandes quantidades de água e eletricidade para manter a temperatura de funcionamento de suas máquinas”. E eles ainda complementam que “apenas 10 a 20 m2 desse material na cobertura de uma casa poderia produzir um bom arrefecimento em uma casa familiar no verão”. Caso você ainda esteja pensando que esta tecnologia está longe de estar ao nosso alcance, um dos pesquisadores menciona que este “novo filme pode ser produzido através de uma técnica chamada roll-to-roll por um custo de apenas US $ 0,25 a US $ 0,50 por m2”.

Será que estaríamos próximos de abandonar os aparelhos de ar-condicionado?

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